Instalacja fotowoltaiczna - jak działa?

By czerpać korzyści z energii słonecznej i przetwarzać ją w energię elektryczną do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego, potrzebna jest nam instalacja PV. Jej system składa się z następujących elementów:

• paneli fotowoltaicznych zbudowanych z ogniw fotowoltaicznych, które są odpowiedzialne za przekształcanie energii słonecznej w prąd elektryczny stały,

• inwertera (nazywanego też falownikiem) zamieniającego prąd stały na prąd przemienny, którym zasilane są wszystkie typowe urządzenia elektryczne w domach,

• oprzewodowanie i okablowanie, 

• liczników zużycia i produkcji energii - w przypadku, gdy instalacja połączona jest z siecią energetyczną,

• akumulatora z regulatorem ładowania - w przypadku, gdy instalacja nie jest połączona z siecią energetyczną. 

Każda instalacja fotowoltaiczna może funkcjonować w jednym z trzech systemów:

• on-grid - instalacja fotowoltaiczna jest w tym przypadku zintegrowana z siecią energetyczną. Wytworzona w panelach fotowoltaicznych energia jest zużywana na bieżąco, a jej ewentualne nadwyżki trafiają do zakładu energetycznego. W okresach obniżonej produkcji, a więc nocami i w miesiącach jesienno-zimowych, możliwy jest odbiór oddanej energii. 

• off-grid - instalacja tego typu nie jest wpięta w sieć, co oznacza brak możliwości przesyłania i późniejszego odbierania nadwyżek. System służy magazynowaniu wytworzonej przez instalację fotowoltaiczną energii, która nie została zużyta na bieżące potrzeby. Rozwiązanie sprawdza się w miejscach narażonych na występowanie przerw w dostawie prądu.

• hybrydowym - systemy hybrydowe łączą cechy instalacji on-grid i off-grid. To oznacza, że jednocześnie zapewniają inwestorom możliwość magazynowania wyprodukowanej energii w sieci, jak i we własnym magazynie, zapewniając tym samym najwyższy poziom bezpieczeństwa energetycznego. Wymagają jednak bardziej kosztownej inwestycji w infrastrukturę. 

Zastanawiasz się, jak działa instalacja fotowoltaiczna? Praca paneli fotowoltaicznych, jakie składają się z ogniw PV, polega na zamianie energii słonecznej w energię elektryczną. Dzieje się tak, ponieważ foton, a zatem minimalna jednostka światła, pada na płytkę krzemową, z której zbudowane jest ogniwo fotowoltaiczne. Foton pochłaniany jest przez krzem i prowadzi do wybicia elektronów, które zostają tym samym wprawione w ruch. Ruchem tym jest przepływ prądu elektrycznego.

Niezwykle ważnym elementem działania instalacji fotowoltaicznej jest inwerter, nazywany też falownikiem, bez którego nie byłoby możliwe wykorzystanie wytworzonej przez panele PV energii. Zasada działania urządzenia jest prosta - zamienia ono napięcie stałe DC, powstałe w instalacji, w napięcie zmiennie AC 230 o częstotliwości 50 Hz. Prąd o tych parametrach płynie w domowych gniazdkach i służy zasilaniu użytkowanych urządzeń.

Dobór falownika jest uzależniony od sposobu pracy instalacji fotowoltaicznej. Systemy podłączone do sieci elektroenergetycznej wymagają użycia falownika on-grid, natomiast te niepodłączone - off-grid. Osobną grupę stanowią też falowniki hybrydowe.

Wiemy już, jak powstaje prąd w instalacji fotowoltaicznej oraz w jaki sposób jest przetwarzany, aby mógł zasilać urządzenia domowe. Kluczowym zagadnieniem dotyczącym prosumentów jest również sposób rozliczania energii z zakładem energetycznym - tzw. net-metering. To system opustów, skierowany do właścicieli instalacji fotowoltaicznych o maksymalnej mocy 50 kW i produkujących energię na własny użytek, w ramach którego mogą oni bezpłatnie odebrać nadwyżki prądu oddanego do sieci. Możliwość korzystania z net-meteringu wymaga podłączenia instalacji fotowoltaicznej do sieci.

Zgodnie z ustawą o OZE, w zależności od mocy instalacji, posiadacz mikroinstalacji o mocy do 10 kW, za każdy przesłany 1 kWh otrzyma z powrotem 0,8 kWh, natomiast właściciel instalacji od 10 kW do 50 kW pobierze 0,7 kWh. Ma na to 365 dni od daty wprowadzenia energii do sieci - po tym czasie nadwyżka przepada.

Oprócz mocy instalacji fotowoltaicznej kluczowy wpływ na jej efektywność i ilość wyprodukowanej energii ma miejsce montażu systemu. Pod tym względem wyróżnić możemy systemy montowane:

• na dachu - najczęściej spotykane instalacje fotowoltaiczne to te montowane na dachach, najlepiej z ekspozycją południową, ewentualnie południowo-wschodnią lub południowo-zachodnią. Odpowiednim dla naszej szerokości geograficznej nachyleniem połaci dachu, które zapewni maksymalną efektywność systemu, jest kąt nachylenia około 35 stopni w stosunku do powierzchni ziemi. Możliwy jest również montaż na dachu skierowanym na wschód lub zachód, jednak uzyski energetyczne takiej instalacji będą niższe. W przypadku dachów płaskich stosuje się specjalne stelaże, które pozwalają na uzyskanie najlepszego kąta nachylenia.

• na gruncie - w miejscach, w których montaż fotowoltaiki na dachu nie jest możliwy, na przykład z uwagi na zbyt małą powierzchnię połaci, niewystarczające nachylenie lub jej znaczne zacienienie przez sąsiednie budynki, stosuje się montaż na gruncie. Rozwiązanie to doskonale sprawdza się na obszarach wiejskich. 

Montując panele PV na dachu swojego budynku lub na gruncie w jego pobliżu, inwestor może w znaczący sposób obniżyć swoje rachunki za prąd, a jednocześnie uniezależnić się od nieustannych podwyżek cen energii. Wraz z ich wzrostem, skraca się również okres zwrotu inwestycji w fotowoltaikę. Poza aspektami finansowymi opłacalność paneli PV wynika ze względów ekologicznych. Systemy produkujące praktycznie darmowy prąd ze słońca nie emitują przy tym dwutlenku węgla ani innych szkodliwych gazów do atmosfery.

Inwestycja w fotowoltaikę, choć bez wątpienia opłacalna, wiąże się z koniecznością poniesienia pewnych wydatków. Ich wysokość można na szczęście obniżyć, korzystając z dotacji przygotowanych dla inwestujących w odnawialne źródła energii. Największym zainteresowaniem cieszy się program Mój Prąd, którego trzecia już edycja wystartowała 1 lipca 2021 roku. W jej ramach prosumenci, czyli osoby produkujące prąd z paneli fotowoltaicznych na własne potrzeby, mogą uzyskać na zakup i montaż instalacji PV do 3000 zł. 

Niższe koszty przedsięwzięcia gwarantuje również ulga termomodernizacyjna, która pozwala na odliczenie od podatku do 53 tys. zł. Uprawnieni do ulgi zobowiązani są do zakończenia przedsięwzięcia w okresie 3 kolejnych lat, licząc od końca roku podatkowego, w których ponieśli pierwszy wydatek na instalację. Prawdziwą satysfakcję dadzą na pewno wydatnie niższe rachunki za energię elektryczną.

Masz pytania? Potrzebujesz więcej informacji? Skontaktuj się z nami